傳統(tǒng)的鐵素體耐熱不銹鋼強度可以達到超臨界機組的使用要求，但是韌性不好，在使用中事故頻發(fā)。鐵素體不銹鋼的開發(fā)主要是通過添加Cr、Mo、Mn等合金元素提高不銹鋼的高溫強度和耐腐蝕性能，降低C含量，改善焊接性能。在實際生產(chǎn)中，通過提高鐵水的純凈度，控制熱軋過程中鋼坯加熱溫度，應(yīng)變速率以及冷卻速率，得到均勻細(xì)小的鐵素體組織，保證了材料同時具有較好的強度和韌性。目前，使用較為廣泛的T23、T91、T92、T122，表1-1是部分鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分。T23是在T22的基礎(chǔ)上加入了W和Nb、V元素，增強固溶強化和析出強化作用，同時加入少量的B以改善不銹鋼的沖擊韌性，600℃時持久強度高出T22不銹鋼93％；相比T22,其C含量降低，加工性能和焊接性得到改善，焊前無需預(yù)熱，焊后不熱處理，是電站高溫器件的理想耐熱材料。
T91不銹鋼是在9Cr不銹鋼基礎(chǔ)上通過降低C、N含量，添加微量Nb、V改進得到的，該不銹鋼持久強度高，韌性好，593℃/105h條件下，持久強度可達100MPa，可用于溫度不超過600℃的過熱器、再熱器管壁。但是工作溫度超過600℃，保證不了長期運行的安全性。在其基礎(chǔ)上，加入1.5％~2.0％W取代部分Mo得到T92不銹鋼。與T91不銹鋼相比，其600℃下許用應(yīng)力提高了34％，可與奧氏體不銹鋼TP347相當(dāng)。在600℃/105h工作條件下，T92持久強度可以達到130MPa，一般可用作壁溫不高于620℃的主蒸汽管道。E911也是在T91基礎(chǔ)上改變成分設(shè)計得到的，在T91基礎(chǔ)上加入了0.9％~1.1％的元素W，其持久強度比T92稍低。T122[10-11]是日本公司在F12不銹鋼（X20CrMoV121）基礎(chǔ)上，添加2％的W、1％的Cu和0.07％的Nb并且減少Mo、C含量改良得到的一種新型鐵素體耐熱不銹鋼。加入元素Cu可以增強析出強化效果，同時抑制δ相的生成。T122具有很好的抗蒸汽氧化性和抗煙氣腐蝕性，在600℃和650℃時的許用應(yīng)力更是分別高出F12不銹鋼113％和168％，主要用于蒸汽管道的高溫段。